数字式小示波器的设计【文献综述】

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1、毕业设计文献综述电子信息工程数字式小示波器的设计前言在现代电子测量中，示波器作为最常用的仪器之一，被广泛的应用于各个领域。众所周知，示波器可以用来观察、测量和记录各种瞬时电压电流，同时还可以通过波形方式来显示电压电流与时间的关系。从波形中，可以知道所测信号的很多特征。通过示波器的直观显示，能更加深入的理解被测对象。通常，示波器产生的是一个二维波形，它的Y轴方向上显示的是输入端接收的电压或电流信号，而X轴方向显示的则是它的时间参数。传统的模拟示波器，显示器件采用的是CRT（一种使用阴极射线管的显示器）。由于

2、现代计算机技术与微电子技术的不断发展，示波器已开始了从模拟向数字的过渡。同模拟示波器相比，数字示波器具有更多的优点，所以它开始逐步取代模拟示波器的地位，并成为市场上的主流产品。主题在查阅了《微型计算机控制技术》和《基于VC和GIPB的数字示波器远程控制》等相关参考文献和资料后，我将在此对示波器的历史背景、现状和技术发展趋势进行一个基本的概述，从而使自己对设计任务有一个更好的了解和认识，并且也能为此次设计任务提供一定的理论依据。历史背景众所周知，示波器的兴起是在上世纪四十年代左右。当时，电视和雷达等设备的开

3、发都需要性能良好的波形观察工具。在这样的需求下，泰克公司旗下的带宽为10MHz的同步示波器就应运而生了。显然，它的出现也为近代示波器的飞速发展奠定了很好的基础。参考《常用电子元器件及典型芯片应用技术》一文可知，随着半导体和电子计算机的相继问世，五十年代的电子示波器技术比之前又进步了不少，此时的示波器带宽已能达到100MHz。而到了六十年代，美国、日本、英国、法国等发达国家都在电子示波器的发展史上贡献出了自己的力量。带宽6GHz的取样示波器、带宽4GHz的行波示波管和带宽为1GHz的存储示波管等设备都相继被

4、研发出来，而便携式、插件式示波器也成为了系列产品。七十年代后，模拟示波器的发展已经达到了顶峰。此时的行谱系列已非常完整，带宽为1GHz的多功能插件式示波器也被当成是当时示波器科技的最高水平。之后，为测试了数字电路需要，制造厂商又增添了逻辑示波器和数字波形记录器等仪器。自此，模拟示波器就没有了更大的进展，开始被数字示波器所取代，英国和法国等制造开发商也相继退出示波器市场。此后，美国一如继往的以其先进技术在示波器领域领先，而日本则占据了示波器的中低档产品市场。对于模拟示波器来说，要提高带宽，需要示波管、水平扫

5、描和垂直放大的全面推进。参考《基于单片机的AT89S8252与A/D1647的数据采集》可知，数字示波器的带宽改善，只需要提高前端的A/D转换器的性能，但在示波管和扫描电路等方面却没有特殊的要求。再加上数字示波管还能充分利用记忆、存储和处理，以及多种触发和预前触发能力。二十世纪八十年代后，数字示波器异军突起，发展至今已硕果累累，并有全面取代模拟示波器之势。而模拟示波器也自然而然的逐渐从前台退到后台。目前现状在当今电子仪器快速更新换代的年代里，数字示波器已凭借着自身的高性能、高精确度等优势，特别是在可存储和

6、可进行数值计算方面，在测试分析仪器市场上占据着很大的份额，并且还具有很大的研究和开发价值。参考《单片机原理及应用技术》一文可知，越来越多的用户将享受到了数字示波器所带来的便捷与实用，而这种越来越大的市场需求，将促使示波器继续向数字化、智能化、集成化、多功能化、高精度化的方向发展。由资料可知，泰克、安捷伦、立科这三大公司生产的示波器目前仍占据着市场的主流。美国泰克公司在示波器领域的权威性是世界公认的，技术方面也一直处于领先地位。它推出的示波器具有独特的保证高信号保真度的获取结构，能够利用先进的触发系统，提供

7、快速瞬态信号的多通道获取，显示和所有测量的有效修正，先进的波长处理等能力。而安捷伦公司，目前已经开发出了13Gsa带宽，40Gsa/s实时采样率的超高性能示波器。但由于昂贵的价格，尤其是核心部件A/D，应用领域还不是特别的普遍。排名第三的立科公司在示波器方面，它推出了各种信号的示波器，并具有其独特的特点：能够自动测试32种参数。其示波器的另一个特点就是存储长度长，长存储提供高的分辨率，LeCory独有的存储管理系统，配合其先进的峰值检验电路，使得整个波形在单一屏幕内显示，即可即时找出毛刺及干扰的所在，确保

8、任何扫描速度动作，都能保持较高的采样速率。相比国外，我们国内在数字示波器研发方面还处于起步阶段，日常使用的数字示波器很多都是进口的。目前，国内生产的数字存储示波器，由于受到高速取样技术的限制，大部份采用的是重复取样技术。参考《51系列单片机设计实例》可知，这样一来，示波器的性能将会大大的降低了。因此，我们需要充分的了解国外高性能数字示波器的研发动向，突破技术障碍，从而提高自身的市场竞争力。示波器的未来发展趋势从性能上来讲，示波